1. Danos causados ​​por descargas atmosféricas no gerador eólico;

2. Forma de dano do raio;

3. Medidas internas de proteção contra descargas atmosféricas;

4. Conexão equipotencial de proteção contra descargas atmosféricas;

5. Medidas de blindagem;

6. Proteção contra surtos.

Com o aumento da capacidade das turbinas eólicas e a escala dos parques eólicos, a operação segura dos parques eólicos tornou-se cada vez mais importante.

Entre muitos fatores que afetam a operação segura de parques eólicos, a queda de raios é um aspecto importante.Com base nos resultados da pesquisa de raios

proteção para turbinas eólicas, este artigo descreve o processo de raios, mecanismo de dano e medidas de proteção contra raios de turbinas eólicas.

Devido ao rápido desenvolvimento da ciência e tecnologia modernas, a capacidade única das turbinas eólicas está se tornando cada vez maior.A fim de

absorvem mais energia, a altura do cubo e o diâmetro do impulsor aumentam.A altura e a posição de instalação do aerogerador determinam que

é o canal preferido para relâmpagos.Além disso, um grande número de equipamentos elétricos e eletrônicos sensíveis estão concentrados dentro

a turbina eólica.O dano causado por um raio será muito grande.Portanto, um sistema completo de proteção contra raios deve ser instalado

para os equipamentos elétricos e eletrônicos do ventilador.

1. Danos causados ​​por raios em turbinas eólicas

O risco de raios para o gerador de turbina eólica geralmente está localizado em uma área aberta e muito alta, de modo que toda a turbina eólica está exposta à ameaça

de raio direto, e a probabilidade de ser atingido diretamente por um raio é proporcional ao valor quadrado da altura do objeto.A lâmina

a altura da turbina eólica megawatt atinge mais de 150m, de modo que a parte da lâmina da turbina eólica é particularmente vulnerável a raios.Um grande

número de equipamentos elétricos e eletrônicos são integrados dentro do ventilador.Pode-se dizer que quase todos os tipos de componentes eletrônicos e elétricos

equipamentos que normalmente usamos podem ser encontrados em um conjunto gerador de turbina eólica, como gabinete de distribuição, motor, dispositivo de acionamento, conversor de frequência, sensor,

atuador e sistema de barramento correspondente.Esses dispositivos estão concentrados em uma pequena área.Não há dúvida de que picos de energia podem causar consideráveis

danos às turbinas eólicas.

Os seguintes dados de turbinas eólicas são fornecidos por vários países europeus, incluindo dados de mais de 4000 turbinas eólicas.A Tabela 1 é um resumo

destes acidentes na Alemanha, Dinamarca e Suécia.O número de danos à turbina eólica causados ​​por raios é de 3,9 a 8 vezes por 100 unidades por

ano.De acordo com dados estatísticos, 4-8 turbinas eólicas no norte da Europa são danificadas por raios todos os anos para cada 100 turbinas eólicas.Vale a pena

observando que, embora os componentes danificados sejam diferentes, os danos causados ​​por raios nos componentes do sistema de controle representam 40-50%.

2. Forma de dano de raio

Geralmente, há quatro casos de danos ao equipamento causados ​​por raios.Primeiro, o equipamento é danificado diretamente por um raio;o segundo é

que o pulso do raio invada o equipamento ao longo da linha de sinal, linha de energia ou outros dutos de metal conectados ao equipamento, causando

danos ao equipamento;A terceira é que o corpo de aterramento do equipamento é danificado devido ao “contra-ataque” do potencial de terra causado

pelo alto potencial instantâneo gerado durante a descarga atmosférica;Em quarto lugar, o equipamento está danificado devido ao método de instalação inadequado

ou posição de instalação, e é afetado pelo campo elétrico e campo magnético distribuído por um raio no espaço.

3. Medidas internas de proteção contra raios

O conceito de zona de proteção contra descargas atmosféricas é a base para o planejamento abrangente de proteção contra descargas atmosféricas de turbinas eólicas.É um método de projeto para estruturas

espaço para criar um ambiente de compatibilidade eletromagnética estável na estrutura.A capacidade de interferência anti-eletromagnética de diferentes elétricos

equipamento na estrutura determina os requisitos para este ambiente eletromagnético espacial.

Como medida de proteção, o conceito de zona de proteção contra descargas atmosféricas obviamente inclui aquela interferência eletromagnética (interferência condutiva e

interferência de radiação) deve ser reduzida a uma faixa aceitável no limite da zona de proteção contra raios.Portanto, diferentes partes do

estrutura protegida são subdivididos em diferentes zonas de proteção contra raios.A divisão específica da zona de proteção contra descargas atmosféricas está relacionada com a

estrutura da turbina eólica, e a forma e materiais de construção estrutural também devem ser considerados.Ao definir dispositivos de blindagem e instalar

protetores contra surtos, o impacto do raio na Zona 0A da zona de proteção contra raios é bastante reduzido ao entrar na Zona 1, e os elétricos e

equipamentos eletrônicos na turbina eólica podem funcionar normalmente sem interferência.

O sistema interno de proteção contra raios é composto por todas as facilidades para reduzir o efeito eletromagnético do raio na área.Inclui principalmente raios

conexão equipotencial de proteção, medidas de blindagem e proteção contra surtos.

4. Conexão equipotencial de proteção contra raios

A conexão equipotencial de proteção contra raios é uma parte importante do sistema interno de proteção contra raios.A ligação equipotencial pode efetivamente

suprimir a diferença de potencial causada por raios.No sistema de ligação equipotencial de proteção contra raios, todas as partes condutoras são interconectadas

para reduzir a diferença de potencial.No projeto de ligação equipotencial, a área mínima da seção transversal da conexão deve ser considerada de acordo com

ao padrão.Uma rede de conexão equipotencial completa também inclui conexão equipotencial de tubulações metálicas e linhas de energia e sinal,

que deve ser conectado ao barramento de aterramento principal por meio de protetor contra descargas atmosféricas.

5. Medidas de blindagem

O dispositivo de blindagem pode reduzir a interferência eletromagnética.Devido à particularidade da estrutura do aerogerador, se as medidas de blindagem puderem ser

considerado na fase de projeto, o dispositivo de blindagem pode ser realizado a um custo menor.A casa das máquinas deve ser feita em um invólucro de metal fechado, e

os componentes elétricos e eletrônicos relevantes devem ser instalados no gabinete de distribuição.O corpo do armário do armário de distribuição e controle

gabinete deve ter bom efeito de blindagem.Os cabos entre os diferentes equipamentos na base da torre e na casa das máquinas devem ser fornecidos com metal externo

camada de blindagem.Para supressão de interferência, a camada de blindagem é eficaz somente quando ambas as extremidades da blindagem do cabo estão conectadas ao

cinto de ligação equipotencial.

6. Proteção contra surtos

Além de usar medidas de blindagem para suprimir fontes de interferência de radiação, também são necessárias medidas de proteção correspondentes para

interferência condutiva no limite da zona de proteção contra raios, para que os equipamentos elétricos e eletrônicos possam funcionar de forma confiável.Raio

o pára-raios deve ser usado no limite da zona de proteção contra raios 0A → 1, que pode conduzir uma grande quantidade de corrente de raio sem danificar

o equipamento.Este tipo de pára-raios também é chamado de protetor contra raios (protetor contra raios Classe I).Eles podem limitar o alto

diferença de potencial causada por descargas atmosféricas entre as instalações metálicas aterradas e as linhas de energia e sinal, e limite-a a uma faixa segura.A maioria

característica importante do protetor de corrente de raio é: de acordo com o teste de forma de onda de pulso 10/350 μ S, pode suportar a corrente de raio.Para

turbinas eólicas, a proteção contra raios no limite da linha de energia 0A → 1 é concluída no lado da fonte de alimentação de 400/690V.

Na área de proteção contra raios e na área de proteção contra raios subseqüente, existe apenas corrente de pulso com pequena energia.Este tipo de corrente de pulso

é gerado pela sobretensão induzida externamente ou pelo surto gerado pelo sistema.O equipamento de proteção para este tipo de corrente de impulso

é chamado de protetor contra surtos (protetor contra raios Classe II).Use a forma de onda de corrente de pulso de 8/20 μS.Do ponto de vista da coordenação energética, o aumento

protetor precisa ser instalado a jusante do protetor de corrente do raio.

Considerando o fluxo de corrente, por exemplo, para uma linha telefônica, a corrente do raio no condutor deve ser estimada em 5%.Para Classe III/IV

sistema de proteção contra raios, é 5kA (10/350 μ s)。

7. Conclusão

A energia do raio é muito grande e o modo de ataque do raio é complexo.Medidas razoáveis ​​e apropriadas de proteção contra raios só podem reduzir

a perda.Somente o avanço e a aplicação de mais novas tecnologias podem proteger e utilizar totalmente o raio.O esquema de proteção contra raios

a análise e discussão do sistema de energia eólica devem considerar principalmente o projeto do sistema de aterramento da energia eólica.Como a energia eólica na China é

envolvidos em vários acidentes geográficos geológicos, o sistema de aterramento da energia eólica em geologia diferente pode ser projetado por classificação e diferentes

métodos podem ser adotados para atender aos requisitos de resistência de aterramento.